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光學編碼器術語說明
光學編碼器術語表
阿貝誤差
阿貝誤差是一種誤差機制,根據與軸之間的距離放大旋轉軸的角度誤差。
剝蝕
剝蝕是指物件表面材料剝落,通常是因為蒸發或其他腐蝕過程導致剝落。EPD用此方法在編碼器的光學尺上標示刻度。
絕對
絕對位置本身即最終位置,不受其他任何位置或數值的影響。絕對式編碼器有三種主要類型:真正絕對式、偽絕對式及電池供電絕對式。
1.真正絕對式
開啟時立即確定位置
無電池供電
無須移動
2.偽絕對式
又稱為『距離編碼』。
編碼器必須做短距離移動,才能確定絕對位置。
編碼器光學尺的參考原點相隔一定距離,當讀頭移動越過兩個相鄰的參考原點時,控制器即根據該兩參考原點之間的特定距離計算絕對位置。
3.電池供電絕對式
這種絕對式編碼器基本上是一個具備參考原點能力的增量式編碼器,由電池供電確保編碼器持續運作讀取位置,即使主機系統斷電,也不會喪失絕對位置。
ACI
ATOM的數位介面,提供高達2000的細分係數。
AGC
自動增益控制。此訊號處理功能可確保維持一致的1Vpp訊號振幅。
類比
不斷變化的物理量。
再編碼器方法,類比一詞通常是指由伺服驅動器或控制器插補的1Vpp或11μA訊號
注意:這個字的美語拼法為Analog。電腦產業常使用這種拼法。
角度量測
量測任何角度。
使用編碼器的光學尺(例如環或盤)完成量測。量測圓弧的任何部分時,可將線性鋼帶光學尺盤繞在鼓筒或機軸上。
角度解析度
轉換成角度單位的編碼器解析度。
例如,200mm環上的1nm線性解析度相當於0.0020625弧秒。
常用的角度解析度單位包括:
‧ 度
‧ 弧秒
‧ 弧分
‧ 微弧度
‧ 梯度(1梯度=1/400圈=9/10度)
‧ 密爾(1密爾=1/6400圈)
角度編碼器
用於量測角度的編碼器。又稱為『角編碼器』
旋轉編碼器一詞泛指所有用以量測角度的編碼器。角度編碼器僅指精度優於＋/－5弧秒,且刻線數10000以上的編碼器。旋轉編碼器涵蓋上述規格範圍以外的編碼器。
弧秒
1弧秒等於1/3600度。
所以:
1度=60弧分=3600弧秒。
校正
1) 確立,檢查或修正量測系統的精度。
就編碼器而言,這表示使用雷射,量規或其他已知工具,比對編碼器回報的位置。
2) 設定TONiC、SiGNUM或ATOM編碼器的增量訊號位準和參考原點定相。
元件讀頭
元件讀頭是一種專為嵌OEM產品內部而設定的讀頭。與完全密封的傳統讀頭相較,元件讀頭少了許多封裝與介面電路。客戶通常須以更多的應用工程處理元件讀頭,例如通常必須再由外部執行屏蔽與細分工作。
控制器
機器的『大腦』,負責控制移動與操作。
提供多種控制器產品,其中許多為功能產品,有些則專用於特定用途:
例如,優化的CNC控制器(電腦數位控制)適合用於各種工具機。許多控制器都使用複雜的演算法,可改善機器性能。
『控制器』通常當作統稱名詞使用,有時會遭到曲解用於描述伺服放大器(驅動器)。
CTE
熱膨脹係數
CTE用來描述材料在溫度升高時,於線性方向上的膨脹情形。通常以μm/m/ ℃或ppm/ °k表達CTE數字。
請注意,CTE是個複雜的主題。例如,不同的材料不同的溫度下呈現不同CTE數字,因此所引用的係數通常是在20℃上下溫度區間內得到的數字。
抗汙能力
編碼器在髒汙和汙染環境下繼續讀取位置的能力。
抗汙能力有兩個來源:光學配置與自動增益控制電子元件。
增量式編碼器使用濾波光學元件,經調整後僅針對1個週期(亦即是光學尺週期)運作。由於髒汙和汙染會對光學元件產生不同週期,因此都會遭到編碼器排除。更重要的是,利薩圓訊號不會因為汙染而偏移。
自動增益控制會強化或減弱電子訊號,確保最一致的利薩圓。
距離編碼
距離編碼參考原點沿著編碼器光學尺排列,並且相隔一定距離,當讀頭移動越過兩個相鄰的參考原點時,控制器即根據該兩參考原點之間的特定距離計算絕對位置。
電氣整合
電氣整合係指編碼器與接收電子元件的接線。此接線包括電源供應器、接地/屏蔽與訊號。
必須確定編碼器的輸出與接收電子元件的輸入相容。
不確定的接地/屏蔽是導致編碼器問題的主因。0V與地面短路或異常雜訊,經常造成雜訊問題、計數錯誤或遮蔽參考原點
必須確定電源供應器的電流對編碼器供電。請注意纜線壓降!
抗電氣雜訊
產品在電氣雜訊環境中持續運作能力
編碼器可能須面對各種電氣雜訊類型:
˙電磁干擾可能與纜線或讀頭產生感應耦
˙雜訊通常發生在5V電源供應器
˙雜訊也可能發生在機器接地
在審慎的電子元件設計支援下,編碼器得以克服不必要的雜訊源干擾問題。
EMI環境
EMI=電磁干擾
這是一種發生在編碼器周圍的干擾(雜訊)。
編碼器
一般而言,編碼器是指轉換資料格式的裝置或過程。
就位置感測而言,編碼器是指用來量測位置,並以適合的格式將該資訊傳送給驅動器或控制器的裝置
增量式
絕對位置本身即最終位置,不受其他任何位置或數值的影響。絕對式編碼器有三種主要類型:真正絕對式、偽絕對式及電池供電絕對式。
增量式編碼器的輸出訊號僅指示相對運動,軸的絕對位置只能由驅動器或控制器判定,並結合此相對位置與一已知的參考位置(例如來自參考源點的訊號)做為判定依據。
增量式編碼器在剛啟動時無法回報絕對位置,再計算絕對位置前必須先讀取參考原點。增量位置訊號可雙向計數,並相應對相對位置資訊執行遞增或遞減計算。
IP防護等級
侵入保護,又稱為國際保護等級。此防護等級定義電氣外殼的密封。
IP防護等級由兩位數構成,第一位數表示灰塵侵入,第二位數表示水侵入。例如,IP64表示防塵等級6及防滲水等級4。
IP防護等級定義於國際標準IEC60529。
NEMA發部的防護等級與IEC標準類似,但編號系統不同,而且NEMA標準還包含防蝕與墊片老化規範。
極限
編碼器的輸出訊號,指出讀頭已抵達行程端點。
單極限有一個訊號,指出讀頭已抵達軸的端點。驅動器或控制器無法分辨抵達行程的哪一端。
線性
直線運動或形狀。
利薩圓
正弦及餘弦訊號的顯示方法,並輸出成圓形。
編碼器的輸出以這種方式顯示時,可輕鬆確定編碼器作業的許多特徵,例如訊號位準和訊號品質。
微米
長度單位。
1微米=0.001毫米=1000奈米
微米的符號為μm。
MHz
百萬赫茲為頻率單位。
1MHz=每秒1百萬次循環
奈米
長度單位
1奈米=0.001微米=1000皮米
1奈米大約等於10個碳原子的長度。
雜訊
發生在電路內的電干擾,導致訊號內有用資訊品質降低。
非接觸
讀頭與光學尺未接觸的編碼器類型。有些公司稱此編碼器為開放式編碼器。
光學
光學編碼器是指利用光線量測位置的編碼器。
刻距
編碼器光學尺上相鄰標記之間的距離。20微米刻距的光學尺通常有10微米寬的暗線條和10微米寬的亮線條。
有些公司稱此為光學尺週期。
讀頭
讀頭利用光學、磁性、感應電容技術讀取和解讀光學尺的位置資訊,並透過電氣訊號輸出位置資料。
參考原點
軸向基準位置。
參考原點可用於以下描述:
‧ 物理參考原點致動器,例如參考原點磁鐵IN-TRACTM光學特性。
‧ 來自讀頭/介面的參考原點輸出訊號。
可靠性
編碼器使用一段時間後,仍能繼續正確運作的能力。
可靠性的衡量標準包括:
‧ MTTF:平均故障時間
‧ MTTFd:平均危險故障時間
‧ MTBF:平均故障前時間
可靠性也可用於表示編碼器在其壽命期間,對汙染及其他非理想條件之容忍能力。
重複性
編碼器在每次特定軸向設定點時,回報相同位置的能力。
又稱為再現性、散射或精密度。
解析度
編碼器輸出的最小量測等級,亦為編碼器變更一次計數輸出必須移動的最短距離。
有時解析度會與精度及重複性混淆。解析度可能會比編碼器的雜訊等級更低。
漣波
電源電壓漣波是在電源為5V時的雜訊等級。
速度漣波為軸速變化的量測單位,軸在驅動下會以等速移動。
旋轉
進行圓周運動。
在編碼器市場上,旋轉編碼器測量旋轉運動。
請注意,所有測量角度的編碼器,一般皆稱為旋轉編碼器。不過旋轉編碼器亦指低規格旋轉編碼器,角度編碼器意指高規格旋轉編碼器。
VPP
伏特峰值。此為測量波形大小的方式,從波形最大正振幅測量至最小負振幅。許多增量式編碼器的類比輸出定義為1Vpp。
另一個標準是測量峰值,用於描述SDE等數值。對稱波形(如正弦及餘弦)的峰值為峰值的一半。
阿貝誤差
阿貝誤差是一種誤差機制,根據與軸之間的距離放大旋轉軸的角度誤差。
剝蝕
剝蝕是指物件表面材料剝落,通常是因為蒸發或其他腐蝕過程導致剝落。EPD用此方法在編碼器的光學尺上標示刻度。
絕對
絕對位置本身即最終位置,不受其他任何位置或數值的影響。絕對式編碼器有三種主要類型:真正絕對式、偽絕對式及電池供電絕對式。
1.真正絕對式
開啟時立即確定位置
無電池供電
無須移動
2.偽絕對式
又稱為『距離編碼』。
編碼器必須做短距離移動,才能確定絕對位置。
編碼器光學尺的參考原點相隔一定距離,當讀頭移動越過兩個相鄰的參考原點時,控制器即根據該兩參考原點之間的特定距離計算絕對位置。
3.電池供電絕對式
這種絕對式編碼器基本上是一個具備參考原點能力的增量式編碼器,由電池供電確保編碼器持續運作讀取位置,即使主機系統斷電,也不會喪失絕對位置。
ACI
ATOM的數位介面,提供高達2000的細分係數。
AGC
自動增益控制。此訊號處理功能可確保維持一致的1Vpp訊號振幅。
類比
不斷變化的物理量。
再編碼器方法,類比一詞通常是指由伺服驅動器或控制器插補的1Vpp或11μA訊號
注意:這個字的美語拼法為Analog。電腦產業常使用這種拼法。
角度量測
量測任何角度。
使用編碼器的光學尺(例如環或盤)完成量測。量測圓弧的任何部分時,可將線性鋼帶光學尺盤繞在鼓筒或機軸上。
角度解析度
轉換成角度單位的編碼器解析度。
例如,200mm環上的1nm線性解析度相當於0.0020625弧秒。
常用的角度解析度單位包括:
‧ 度
‧ 弧秒
‧ 弧分
‧ 微弧度
‧ 梯度(1梯度=1/400圈=9/10度)
‧ 密爾(1密爾=1/6400圈)
角度編碼器
用於量測角度的編碼器。又稱為『角編碼器』
旋轉編碼器一詞泛指所有用以量測角度的編碼器。角度編碼器僅指精度優於＋/－5弧秒,且刻線數10000以上的編碼器。旋轉編碼器涵蓋上述規格範圍以外的編碼器。
弧秒
1弧秒等於1/3600度。
所以:
1度=60弧分=3600弧秒。
校正
1) 確立,檢查或修正量測系統的精度。
就編碼器而言,這表示使用雷射,量規或其他已知工具,比對編碼器回報的位置。
2) 設定TONiC、SiGNUM或ATOM編碼器的增量訊號位準和參考原點定相。
元件讀頭
元件讀頭是一種專為嵌OEM產品內部而設定的讀頭。與完全密封的傳統讀頭相較,元件讀頭少了許多封裝與介面電路。客戶通常須以更多的應用工程處理元件讀頭,例如通常必須再由外部執行屏蔽與細分工作。
控制器
機器的『大腦』,負責控制移動與操作。
提供多種控制器產品,其中許多為功能產品,有些則專用於特定用途:
例如,優化的CNC控制器(電腦數位控制)適合用於各種工具機。許多控制器都使用複雜的演算法,可改善機器性能。
『控制器』通常當作統稱名詞使用,有時會遭到曲解用於描述伺服放大器(驅動器)。
CTE
熱膨脹係數
CTE用來描述材料在溫度升高時,於線性方向上的膨脹情形。通常以μm/m/ ℃或ppm/ °k表達CTE數字。
請注意,CTE是個複雜的主題。例如,不同的材料不同的溫度下呈現不同CTE數字,因此所引用的係數通常是在20℃上下溫度區間內得到的數字。
抗汙能力
編碼器在髒汙和汙染環境下繼續讀取位置的能力。
抗汙能力有兩個來源:光學配置與自動增益控制電子元件。
增量式編碼器使用濾波光學元件,經調整後僅針對1個週期(亦即是光學尺週期)運作。由於髒汙和汙染會對光學元件產生不同週期,因此都會遭到編碼器排除。更重要的是,利薩圓訊號不會因為汙染而偏移。
自動增益控制會強化或減弱電子訊號,確保最一致的利薩圓。
距離編碼
距離編碼參考原點沿著編碼器光學尺排列,並且相隔一定距離,當讀頭移動越過兩個相鄰的參考原點時,控制器即根據該兩參考原點之間的特定距離計算絕對位置。
電氣整合
電氣整合係指編碼器與接收電子元件的接線。此接線包括電源供應器、接地/屏蔽與訊號。
必須確定編碼器的輸出與接收電子元件的輸入相容。
不確定的接地/屏蔽是導致編碼器問題的主因。0V與地面短路或異常雜訊,經常造成雜訊問題、計數錯誤或遮蔽參考原點
必須確定電源供應器的電流對編碼器供電。請注意纜線壓降!
抗電氣雜訊
產品在電氣雜訊環境中持續運作能力
編碼器可能須面對各種電氣雜訊類型:
˙電磁干擾可能與纜線或讀頭產生感應耦
˙雜訊通常發生在5V電源供應器
˙雜訊也可能發生在機器接地
在審慎的電子元件設計支援下,編碼器得以克服不必要的雜訊源干擾問題。
EMI環境
EMI=電磁干擾
這是一種發生在編碼器周圍的干擾(雜訊)。
編碼器
一般而言,編碼器是指轉換資料格式的裝置或過程。
就位置感測而言,編碼器是指用來量測位置,並以適合的格式將該資訊傳送給驅動器或控制器的裝置
增量式
絕對位置本身即最終位置,不受其他任何位置或數值的影響。絕對式編碼器有三種主要類型:真正絕對式、偽絕對式及電池供電絕對式。
增量式編碼器的輸出訊號僅指示相對運動,軸的絕對位置只能由驅動器或控制器判定,並結合此相對位置與一已知的參考位置(例如來自參考源點的訊號)做為判定依據。
增量式編碼器在剛啟動時無法回報絕對位置,再計算絕對位置前必須先讀取參考原點。增量位置訊號可雙向計數,並相應對相對位置資訊執行遞增或遞減計算。
IP防護等級
侵入保護,又稱為國際保護等級。此防護等級定義電氣外殼的密封。
IP防護等級由兩位數構成,第一位數表示灰塵侵入,第二位數表示水侵入。例如,IP64表示防塵等級6及防滲水等級4。
IP防護等級定義於國際標準IEC60529。
NEMA發部的防護等級與IEC標準類似,但編號系統不同,而且NEMA標準還包含防蝕與墊片老化規範。
極限
編碼器的輸出訊號,指出讀頭已抵達行程端點。
單極限有一個訊號,指出讀頭已抵達軸的端點。驅動器或控制器無法分辨抵達行程的哪一端。
線性
直線運動或形狀。
利薩圓
正弦及餘弦訊號的顯示方法,並輸出成圓形。
編碼器的輸出以這種方式顯示時,可輕鬆確定編碼器作業的許多特徵,例如訊號位準和訊號品質。
微米
長度單位。
1微米=0.001毫米=1000奈米
微米的符號為μm。
MHz
百萬赫茲為頻率單位。
1MHz=每秒1百萬次循環
奈米
長度單位
1奈米=0.001微米=1000皮米
1奈米大約等於10個碳原子的長度。
雜訊
發生在電路內的電干擾,導致訊號內有用資訊品質降低。
非接觸
讀頭與光學尺未接觸的編碼器類型。有些公司稱此編碼器為開放式編碼器。
光學
光學編碼器是指利用光線量測位置的編碼器。
刻距
編碼器光學尺上相鄰標記之間的距離。20微米刻距的光學尺通常有10微米寬的暗線條和10微米寬的亮線條。
有些公司稱此為光學尺週期。
讀頭
讀頭利用光學、磁性、感應電容技術讀取和解讀光學尺的位置資訊,並透過電氣訊號輸出位置資料。
參考原點
軸向基準位置。
參考原點可用於以下描述:
‧ 物理參考原點致動器,例如參考原點磁鐵IN-TRACTM光學特性。
‧ 來自讀頭/介面的參考原點輸出訊號。
可靠性
編碼器使用一段時間後,仍能繼續正確運作的能力。
可靠性的衡量標準包括:
‧ MTTF:平均故障時間
‧ MTTFd:平均危險故障時間
‧ MTBF:平均故障前時間
可靠性也可用於表示編碼器在其壽命期間,對汙染及其他非理想條件之容忍能力。
重複性
編碼器在每次特定軸向設定點時,回報相同位置的能力。
又稱為再現性、散射或精密度。
解析度
編碼器輸出的最小量測等級,亦為編碼器變更一次計數輸出必須移動的最短距離。
有時解析度會與精度及重複性混淆。解析度可能會比編碼器的雜訊等級更低。
漣波
電源電壓漣波是在電源為5V時的雜訊等級。
速度漣波為軸速變化的量測單位,軸在驅動下會以等速移動。
旋轉
進行圓周運動。
在編碼器市場上,旋轉編碼器測量旋轉運動。
請注意,所有測量角度的編碼器,一般皆稱為旋轉編碼器。不過旋轉編碼器亦指低規格旋轉編碼器,角度編碼器意指高規格旋轉編碼器。
VPP
伏特峰值。此為測量波形大小的方式,從波形最大正振幅測量至最小負振幅。許多增量式編碼器的類比輸出定義為1Vpp。
另一個標準是測量峰值,用於描述SDE等數值。對稱波形(如正弦及餘弦)的峰值為峰值的一半。